[논문]자기지전류 탐사 자료에 나타나는 옥천대의 전기적 이방성 구조

이춘기; 이희순; 권병두; 조인기; 오석훈; 송윤호; 이태종

doi:10.5467/jkess.2007.28.2.227

자기지전류 탐사 자료에 나타나는 옥천대의 전기적 이방성 구조
Electrical Anisotropy of the Okchon Belt Inferred from Magnetotelluric Data 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.28 no.2, 2007년, pp.227 - 239

이춘기 (서울대학교 지구과학교육과) , 이희순 (경인교육대학교 과학교육과) , 권병두 (서울대학교 지구과학교육과) , 조인기 (강원대학교 지구물리학과) , 오석훈 (강원대학교 지구시스템공학과) , 송윤호 (한국지질자원연구원 지열자원연구실) , 이태종 (한국지질자원연구원 지열자원연구실)

초록
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옥천대에서의 자기지전류 탐사자료는 위상이 $90^{\circ}$를 초과하는 매우 특이한 반응을 보이고 있으며 이러한 특이성은 매우 강한 이방성 매질의 영향에 기인하는 것으로 추정된다. 자료를 설명할 수 있는 타당한 모델은 좁은 이방성 블록과 이방성 층으로 이루어진 모델이다. 상부의 이방성 블록은 북동 방향의 주향을, 하부의 이방성 층은 북서 방향의 이방성 주향을 가지고 있으며 이방성 매질은 쥬라기 이전 지각변형에 의해 형성된 것으로 추정된다. 이는 옥천대가 백악기 이전에 북동 방향성을 가지는 전단 변형과 트러스트 습곡 변형을 경험하였기 때문에 그 방향으로의 교대구조와 파쇄대가 발달했을 가능성이 높기 때문이다. 반면 이방성 블록의 구조적 주향은 동서 방향이 우세하며 이것은 이방성 블록의 기하학적 구조가 백악기 지각변동인 불국사 조산운동에 의해 형성되었을 가능성을 시사한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The MT data at the Okchon Belt show peculiar phase responses exceeding $90^{\circ}$. A reasonable explanation is that those responses are due to an electrical anisotropy structure which is composed of a narrow anisotropic block and an anisotropic layer. Considering the dominant anisotropic strikes of the block (NE-trend) and the layer (NW-trend) inferred from the MT data, if existing, the electrical anisotropy in the Okchon Belt was probably produced by the deformations in the pre-Jurassic period, since the NE-trending shearing or thrusting should create alternating bands of metamorphic rocks and fractures with NE-trending. Correlation of the structural strike of 2-D block with the latest EW-trending deformation events demonstrates that the geometrical structure of the anisotropic block was formed by the latest Daebo and Bulgugsa orogeny.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

6. An anisotropic resistivity model as the basis of this study. The gray color indicate the region of anisotropic medium.
나타남을 확인한 바 있다. 본 연구에서는 이 지역에서 나타나는 위상의 이상 반응의 메카니즘을고찰하고자 하였다. 옥천대의 비정상적인 위상반응은 40km에 이르는 넓은 범위에서 나타나고 동반되는 겉보기 비저항이 매우 높은 형태이므로 표층의 채널링 이 나 소규모의 고전도성 매질보다는 대규모의 이방성 구조에 의한 전류의 왜곡에 기인할 가능성이 높다.

가설 설정

따라서 옥천대에서는 상부지각과 상부맨틀에 전기적 이방성이 존재하는 모델로 가정하였다. 2차원 역산 결과를 참조하여 이방성 블록의 두께는 20 km로 정하였다. 맨틀의 깊이는 MT 자료로 분해되지 않지만 최근의 인공 발파에 따른 지각 속도 구조 연구에 의하면 한반도의 모호면 깊이는 30.
하지만 2차원 역산에서 나타난 하부지각은 그렇게 높은 전기전도도를 가지고 있는 편이 아니어서 하부지각에 흑연화되거나 유체가 풍부한 이상대가 존재하지는 않는 것으로 보인다. 따라서 옥천대에서는 상부지각과 상부맨틀에 전기적 이방성이 존재하는 모델로 가정하였다. 2차원 역산 결과를 참조하여 이방성 블록의 두께는 20 km로 정하였다.
이 파라미터들은 pp/pn/a/<|)와 같은 형식으로 간단히 표현할 수 있으며, 이방성 주향은 최소 전기비저항을 가지는 방향을 의미한다. 실제로 모델의 단순화를 위해 이방 성 경사는 거의 고려하지 않으며 항상 경사가 90°인 것으로 가정한다.

제안 방법

MT 측선은 옥천 분지와 태백산 분지가 접하고 있는 문경과 괴산지역을 통과하여 설정하였다(Fig. 1). 문경에 가까운 MT 측선의 남동쪽 부분에는 캠브리아-오르도비스기의 조선 누층군으로 알려진 퇴적 변성암이 선캄브리아기의 편마암 등 영남육괴의 변성암류을 부정합으로 덮고 있다.
, 2000). 그 이후 대보 운동 과 관련된 지각 변형이 또한 NE 주향의 습곡과드러스트를 SE 방향으로 수렴하는 형태로 형성시켰다. 마지막으로는 아마도 백악기 후기에서 제3기 초기의 불국사 변동과 관련된 지각 변형이 EW방향의 주향을 가지는 습곡과 단층들을 형성시켰을 것이다(김정환 등, 1994).
대표적인 반응의 특성을 알아보기 위하여 옥천대 중앙의 관입 화강암 위에 위치한 측점 125, 126, 127 (Fig. 1) 의 자료를 평균하여 임피던스를 구하고 겉보기비저항, 위상, Swift 주향, 스큐, 극다이어그램을 Fig. 4에 도시하였다. YX 성분의 겉보기비저항과 위상은 주파수에 따라 부드럽게 변화하는데 반해 XY 성분은 겉보기 비저항이 급격히 감소하고, 위상이 급격히 증가하는 형태를 보인다.
비정상적인 위상이 나타나는 조건을 결정하기 위하여 여러가지 이방성 주향에 대해 계산을 수행하였다. Fig.
3는 옥천대 내에 위치한 MT 측점에서 나타나는 겉보기비저항과 위상 곡선의 형태를 보여주고 있다. 앞으로 편의상 YX, YY성분의 위상이 XX, XY 성분의 위상과 같은 사분면에 위치하도록 하기위하여 180°를 더하여 표현하기로 하겠다. 측점 128을 제외한 옥천대 내의 모든 측점에서 XY 성분의 위상이 90°를 초과하며, 많은 측점에서 270°까지 증가하는 특성을 보인다.
옥천대의 비정상적인 위상반응은 40km에 이르는 넓은 범위에서 나타나고 동반되는 겉보기 비저항이 매우 높은 형태이므로 표층의 채널링 이 나 소규모의 고전도성 매질보다는 대규모의 이방성 구조에 의한 전류의 왜곡에 기인할 가능성이 높다. 이에 따라 Pek and V所ner(1997)의 이방성 모델에 기반한 2차원 이방성 모델링을 이용하여 옥천대에서 나타나는 MT 위상반응을 설명하고자 하였으며, 모델링과 실제 자료의 비교를 통해 옥천대에 존재하는 이방성 매질의 특성을 규명하고 옥천대가 경험한 지각변형과의 관계를 고찰하였다.

이론/모형

90° 이상의 위상 반응을 계산하기 위하여 Pek and 海er(1997)의 유한차분 모델링 코드와 Fig. 6과 같은 모양의 모델을 사용하였다. 이 모델에는 좁은 이방성 블록과 이방성 층이 있고 이들은 서로 다른 방향의 이방성 주향을 가지고 있다.

성능/효과

Kim(1996)은 한반도 지괴의 초기 변형이 후기 페름-초기 트라이아스기에 송림조산운동의 형태로 형성되었으며 뒤 이은 대보 조산운동이 현재의 주된 주향 방향이 NE 방향의 습곡 및 드러스트를 형성시켰다고 주장하였다. Lee(2000)은 옥천대의 변형사를 크게 보아 (a) NE-SW 방향의 압축력으로 인해 NW 주향의 면구조가 발달한 후 (b) NW-SE 방향의 압축력으로 인해 옥천변성대의 주엽리면에 해당하는 NE 방향의 면구조가 발달하였음을 주장하였다. 한편, 태백산 분지에 대한 연구들은 초기 지각 변형이 NE 주향의 연성 전단대와 습곡 및 드러스트를 형성했음을 보고하였다(Chough et al.
모델링 결과가 실측자료와 완전히 일치하는 것은 아니지만 90°를 초과하는 위상의 형태는 관측자료와 적절히 일치한다. 이러한 비교를 통해 이방성 블록의 2차원 구조 주향은 약 N₇₅°E이며 이방성 블록의 이방성 주향은 약 N₄₅°E임을 알 수 있다. 이방성 주향의 방향은 옥천대에 존재하는 주된 지질 경계들과 층리면들의 방향과 거의 일치한다.
이 주파수를 기준으로 Swift 주향과 극 다이아그램 모양도 급격히 변한다. 즉, 1 Hz 이상에서는 극 다이아그램의 XY 성분이 XX성분보다 항상 크고 Swift 주향이 이방성 주향의 수직 방향, 즉 이방성 블록의 전기비저항이 최대가 되는 방향에 가까운 반면, 1 Hz 이하에서는 극 다이아그램의 XX 성분이 부분적으로 XY 성분을 능가하는 경향을 보이고 Swift 주향은 2차원 구조의 주향인 X 방향에 근접한다. 이러한 이방성 주향과 2차원 구조의 주향을 반영하고 있는 Swift 주향과 극다이그램의 특성을 고려하면 측정 자료로부터 각각의 주향을 추정할 수 있을 것이다.
한반도를 횡단하는 MT 탐사를 수행하는 중 옥천대에서 90°를 초과하는 매우 큰 위상 반응이 관찰되었다. 이러한 현상은 전 세계적으로도 쉽게 측정되지 않는 특이한 현상으로서 강한 이방성 층과 이방성 블록의 조합형태에서 나타나는 전형적인 반응이다.

참고문헌 (23)

김정환, 이제용, 남길현, 1994, 단양탄전 지역에서의 선쥬라기 드러스트 운동. 지질학회지, 30(1), 35-40

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이푼기, 권병두, 이희순, 조인기, 오석훈, 송윤호, 이태종, 2007, 한반도 횡단 자기지전류 탐사에 의한 상부 지각의 지전기적 구조 연구. 한국지구과학회지, 28(2), 187-201

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조문섭, 김현철, 2002, 중부 옥천변성대의 변성진화: 최근의 연구결과 논평 및 문제점. 암석학회지, 11(3-4), 121-137

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Boerner, D.E., Kurtz, R.D., and Craven, J.A., 2000, A summary of electromagnetic studies on the Abitibi-Grenville Transect. Canadian Journal of Earth Sciences, 37 (2-3), 427-437

상세보기
Brasse, H. and Soyer, W., 2001, A magnetotelluric survey in the Southern Chilean Andes. Geophysical Research Letter, 28 (19), 3757-3760

상세보기
Chough, S.K. and Bahk, K.S., 1992, The Hwangkangri Formation in the Okchon Basin. In Chough, S.K. (ed.), Sedimentary Basins in the Korean Peninsula and Adjacent Seas. Korean Sedimentology Research Group, Special Publication. Hanrimwon publishers, Seoul, 77-101
Chough, S.K., Kwon, S.T., Ree, J.H., and Choi, D.K., 2000, Tectonic and sedimentary evolution of the Korean Peninsula: a review and new view. Earth-Science Reviews, 52 (1-3), 175-235

상세보기
Cluzel, D., Cadet, J.P., and Lapierre, H., 1990, Geodynam-ics of the Ogcheon Belt (South Korea). Tectonophysics, 183 (1-4), 41-56

상세보기
Eaton, D.W., Jones, A.G, and Ferguson, I.J., 2004, Lithos-pheric anisotropy structure inferred from collocated teleseismic and magnetotelluric observations: Great Slave Lake shear zone, Northern Canada. Geophysical Research Letter, 31 (L07610), 1961-1964
Eisel, M, Haak, V., Pek, J., and Cerv, V., 2001, A magnetotelluric profile across the German Eeep Drilling Project (KTB) area: two- and three-dimensional modeling results. Journal of Geophysical Research, 106 (B8), 16061-16073

상세보기
Heise, W. and Pous, J., 2003, Anomalous phases exceeding $90^{\circ}$ in magnetotellurics: anisotropic model studies and a field example. Geophysical Journal International, 155 (11), 308-318

상세보기
Jones, A.G, Groom, R.D., and Kurtz, R.D., 1993, Decomposition and modelling of the BC87 dataset. Journal of Geomagnetism and Geoelectricity, 45 (9), 1127-1150

상세보기
Jones, A.G, Katsube, T.J., and Schwann, P., 1997, The longest conductivity anomaly in the world explained: sulphides in fold hinghes causing very high electrical anisotropy. Journal of Geomagnetism and Geoelectricity, 49 (11-12), 1619-1629

상세보기
Kim, J.H., 1996, Mesozoic tectonics in Korea. Journal of Southeast Asian Earth Science, 13 (3), 251-265

상세보기
Lee, H., 2000, Significance of systematic changes in crenu-lation asymmetries within metasediments across the Ogcheon Supergroup in the Goesan area, southern Korea. Geosciences Journal, 4 (2), 115-134

상세보기
Livelybrooks, D., Mareschal, M., Blais, E., and Smith, J.T., 1996, Magnetotelluric delineation of the Trillabelle massive sulfide body in sudbury. Ontario, Geophysics, 61 (4), 971-986

상세보기
Pek, J. and Verner, T, 1997, Finite difference modelling of magnetotelluric fields in 2-D anisotropic media. Geophysical Journal International, 128 (3), 505-521

상세보기
Pous, J., Heise, W., Schnegg, P., Munoz, G, Marti, J. and Soriano, C, 2002, Magnetotelluric study of the Las Canadas Caldera (Tenerife, Canary Islands): structural and hydrogeological implications. Earth and Planetary Science Letters, 204 (1-2), 249-263

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Ree, J.H., Cho, M, Kwon, ST., and Nakamura, E., 1996, Possible eastward extension of Chinese collision belt in South Korea: the Imjingang Belt. Geology, 24 (12), 1071-1074

상세보기
Wannamaker, P.E., 2000, Comment on 'The petrologic case for a dry lower crust', by Yardley, B.D. and Valley, J.W. Journal of Geophysical Research, 105 (B3), 6057-6064

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Wannamaker, P.E., 2005, Anisotropy versus heterogeneity in continental solid earth electromagnetic studies: fundamental response characteristics and implications for physicochemical state. Surveys in Geophysics, 26 (6), 733-765

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Wannamaker, P.E., Jiracek, GR？ Stodt, J.A., Caldwell, T.G, Porter, A.D., Gonzalez, V.M., and McKnight, J.D., 2002, Fluid generation and movement beneath an active compressional orogen, the New Zealand Southern Alps, inferred from magnetotelluric (MT) data. Journal of Geophysical Research., 107 (B6), doi:10. 1029/ 2001JB000186
Weckmann, U., Ritter, O., and Haak, V., 2003, A magnetotelluric study of the Damara Belt in Namibia 2. MT phases over $90^{\circ}$ the internal structure of the Waterberg Fault/Omaruru Lineament. Physics of the Earth and Planetary Interior., 138 (2), 91-112

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